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2024年中考物理一轮复习专题讲义：透镜及其应用
重点知识讲解
透镜的基本概念
1.透镜的定义:透镜是由透明物质制成的光学元件，它可以改变光的传播方向。
2.透镜的分类:透镜分为凸透镜和凹透镜两种。凸透镜中间厚边缘薄，对光线有会聚作用;
凹透镜中间薄边缘厚，对光线有发散作用。
3.主光轴和光心:通过透镜两个球面球心的直线叫做主光轴，主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这个点叫做光心。
二、透镜的成像规律
1.凸透镜成像规律:
当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像;
当物体位于凸透镜的二倍焦距处时，成倒立、等大的实像;
当物体位于凸透镜的一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像;当物体位于凸透镜的一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像。
2.凹透镜成像规律:凹透镜只能成正立、缩小的虚像。
三、透镜的应用
1.照相机:照相机的镜头就是一个凸透镜，它可以将物体成像在底片上。当物体位于镜头的二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像;当物体位于镜头的二倍焦距处时，成倒立、等大的实像;当物体位于镜头的一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像。
2.投影仪:投影仪的镜头也是一个凸透镜，它可以将幻灯片上的图像成像在屏幕上。当幻灯片位于镜头的一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像。
3.显微镜:显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，它们可以将物体成像在人眼中。物镜的作用是将物体成像在目镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像;目镜的作用是将物镜所成的像再
次放大，成正立、放大的虚像。
4.眼镜:近视眼镜和远视眼镜都是利用了凸透镜成像规律。近视眼镜是凹透镜，它可以将物体成像在人眼的视网膜前，使像变得模糊;远视眼镜是凸透镜，它可以将物体成像在人眼的视网膜后，使像变得模糊。通过佩戴适当的眼镜，可以矫正近视或远视。
5.望远镜:望远镜的物镜和目镜也是凸透镜，它们可以将远处的物体成像在人眼中。物镜的作用是将远处的物体成像在目镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像;目镜的作用是将物
镜所成的像再次放大，成正立、放大的虚像。总之，凸透镜成像规律在实际应用中有很多例子，它是光学仪器设计和使用的基础。
练一练
一、单选题
1．以下光现象中，其中一项所反映的光学原理与其他三项不同的是（　　）
A．照相机 B．水中的倒影 C．海市蜃楼 D．瞄准鱼下方叉鱼
2．在“探究凸透镜成像规律”时，开始时烛焰在光屏上成缩小的像，接着把物距调整为刚才的一半，移动光屏使烛焰在光屏上成像，此时的像
A．是放大的 B．是缩小的 C．是等大的 D．以上三种都有可能
3．如图所示，显微镜的结构如图所示，则下列说法正确的是
A．物镜的焦距大于目镜的焦距
B．物镜和目镜一样都起到放大的作用，所成的像都是虚像
C．物镜所成的像为虚像，目镜所成的像为实像
D．物镜所成的像为实像，目镜所成的像为虚像
4．用如图所示的装置做“探究凸透镜成像规律”的实验时，已知凸透镜的焦距为10cm，下列说法正确的是（　　）

A．烛焰在如图所示位置所成像的特点与照相机成像特点相同
B．将蜡烛向远离凸透镜的方向移动，向右移动光屏可得到烛焰所成清晰的像
C．将蜡烛移动到光具座42cm刻度线处，烛焰所成的像是倒立、放大的
D．将蜡烛移动到光具座30cm刻度线处，移动光屏至适当位置，光屏上可得到等大的像
5．如图所示，关于光现象的说法中，正确的是（　　）
A． 平面镜成正立等大的虚像 B． 山羊在阳光下的影子是由于光的折射形成的
C． 放大镜成倒立放大的实像 D． 看见铅笔在水面处“折断”是光的反射现象
6．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜的焦距为10cm，要在凸透镜另一侧的光屏上得到一个倒立的、缩小的实像。该物体离凸透镜的距离可能为（　　）
A．大于20cm B．小于10cm
C．等于20cm D．大于10cm，小于20cm
7．如图甲所示，把一个箭头图标水平地放在空玻璃杯的后方，透过玻璃杯观察到的情形如图乙；将玻璃杯灌满水后，将箭头由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢地移动，在逐渐远离的过程中，通过玻璃杯观察到箭头不同的像，如图丙所示。像出现的先后顺序是（ ）
A．①②③ B．②③① C．③①② D．③②①
8．小明将一副眼镜放在阳光下适当位置，地面上观察到如图所示的现象。关于该眼镜镜片和矫正的视力缺陷，下列说法中正确的是（　　）
A．右边是凸透镜，可以矫正远视眼 B．左边是凸透镜，可以矫正近视眼
C．右边是凹透镜，可以矫正近视眼 D．左边是凹透镜，可以矫正远视眼
二、填空题
9．在研究凸透镜成像的实验中，已知凸透镜的焦距是20cm，要在光屏上得到一个缩小、倒立的实像，物体和凸透镜之间的距离应 若物体到凸透镜的距离为 30cm，则在光屏的像是 像．
10．在探究凸透镜成像规律时，应调节烛焰的中心，光屏中心，凸透镜的光心，使三者位于 ．这样做的目的是 .当蜡烛距凸透镜30.0cm时，在光屏上成一个等大的实像，则凸透镜的焦距是 cm.
11．为了防止森林火灾，在森林里不允许随地丢弃透明的饮料瓶，这是由于雨水进入饮料瓶后对光的作用相当于一个 （选填“凸透”或“凹透”）镜，它对太阳光的 （选填“会聚”或“发散”）作用，可能会导致森林火灾。
12．小明用凸透镜先后两次观察书本上的字，看到如图所示两种情景．则甲图中，书本上的字到凸透镜的距离应该 ．要使乙图中看到的字变小一些，他应该 ．
13．人们常说眼睛是心灵的窗口，可见眼睛对人来说有多么的重要．外界的光线通过瞳孔进入人眼，经过晶状体折射后，视网膜上就会出现一个清晰的实像．正常的眼睛可以使远近不同的物体的像成在视网膜上，由于用眼不当，很多同学过早的戴上了眼睛，常叫他们近视眼，典型特征就是能看清近处的物体，而看不清远处的物体，近视眼是因为晶状体的会聚本领变大，使远处物体的像成在视网膜的( )，因此常用近视镜加以矫正．与近视眼相对的是远视眼，典型特征就是只能看清远处的物体，而看不清的近处物体，原因是晶状体的会聚本领变弱，常用远视镜加以矫正．远视镜片的度数是正数，近视镜片的度数是负数，眼睛的度数=（公式中f表示透镜的焦距，单位必须用米），请回答：
（1）人眼中的晶状体就相当于凸透镜成像实验中的 ，视网膜就相当于 ，视网膜上的像是 立的实像（填“正立”或“倒立”）
（2）把文中括号内空缺的部分补充完整
（3）纠正近视眼近视镜其实就是一块 ，纠正远视眼远视镜其实就是一块 ．
（4）一同学戴500度的眼睛，该眼睛的焦距是 m．
（5）为减少近视眼的发病率，你对同学们学习、生活用眼有什么样的合理化建议？至少写出一条．
三、作图题
14．请在图中画出经凹透镜折射后的光线。
四、实验题
15．在做“探究凸透镜成像规律”的实验时．
(1) 小明为了粗测凸透镜的焦距,上午第二课下课后,将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直到地面上出现一个最小的亮点，小明认为此点就是凸透镜焦点的位置．你是否赞同小明的观点？ (选填“赞同”或“不赞同”)，其理由是 ．
(2) 测得凸透镜的焦距后，小明将凸透镜的位置固定不动，并规范操作，在如图所示位置时，烛焰恰好在光
屏上成清晰的像．这个像的成像原理与 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)相同；接着小明将蜡烛向靠近透镜方向移动少许，则应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的像要 些．
(3) 在如图所示光屏上出现清晰像后，小明将自己所戴的近视眼镜放在凸透镜左侧附近(图中未画出)，这时需要将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动才能在光屏上出现清晰的像．
(4) 在如图所示光屏上出现清晰像的情况下，如果蜡烛和凸透镜的位置不变，仅将凸透镜换成一个焦距更大一些的凸透镜，需要将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)透镜方向移动才能在光屏上出现清晰的像．
16．小明用蜡烛、凸透镜（焦距10cm）、光屏在光具座上进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
（1）实验在 （选填“较亮”或“较暗”）的环境下进行，现象更明显；
（2）蜡烛、透镜和光屏位置如图甲所示，光屏上会出现烛焰清晰 （选填“放大”、“等大”或“缩小”）的像，此现象和生活中 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）的原理相同；保持凸透镜位置不变，增大物距后，将光屏移动到适当位置，光屏上会重新出现烛焰清晰的像，该像与移动前的像相比会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（3）保持凸透镜位置不变，移动蜡烛至图乙所示位置，在透镜右侧通过透镜可以观察到烛焰 （选填“正立”或“倒立”）的像；
（4）将图甲中的透镜换成焦距f=5cm的凸透镜，光屏上烛焰的像变模糊。将蜡烛向 （选填“左”或“右”）移动适当距离，光屏上重新出现烛焰清晰的像。
五、计算题
17．小安在完成“探究凸透镜成像规律”的实验后，想测一测烛焰和像在光具座上移动时的平均速度。如图所示，他将f=10cm的凸透镜固定在长度为1m的光具座的中点并保持凸透镜的位置不变，把蜡烛起始位置放在9cm刻度线处，移动光屏，在63cm刻度线处得到一个清晰的像，他在7s内将蜡烛由图中位置移动到30cm刻度线处。
（1）7s内蜡烛移动的平均速度是多少？
（2）若同时移动光屏且保证光屏上承接到清晰的像，则光屏移动的平均速度是多少？
18．在研究凸透镜成像的实验过程中，细心的同学发现，当成实像时物距、像距和焦距间存在着一定的关系，进一步对数据进行研究发现，要成清晰的实像必须满足：。求：
（1）若现用一焦距为10cm的凸透镜做成像实验，当物距为12cm时，此时光屏应在透镜右侧距透镜多远的地方才能成清晰的像？
（2）若此时蜡烛在1s钟内远离透镜2cm，则光屏应该向哪端移动多少cm像才能清晰？像移动的速度是多少m/s？
参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．D
5．A
6．A
7．D
8．A
9． 大于40cm 放大、倒立的实像
10． 同一高度 使像成在光屏中央 15.0
11． 凸透 会聚
12．小于1倍焦距 使凸透镜离字变远一些
13． 凸透镜 光屏 倒立 前 凹透镜 凸透镜 0.2 不要长时间用眼；常作眼保健操；不要躺在床上看书．
14．
15． 不赞同 入射光线没有平行于主光轴 照相机 远离 大 远离 远离
16． 较暗 缩小 照相机 变小 正立 右
17．（1）3cm/s；（2）1cm/s
18．（1）60cm；（2）向左端移动25cm， 0.25m/s

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